CN206439766U - 光学元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学元件，包括导光棒、至少一光源及多个光学丝印，所述导光棒的至少一横截面形成为一入光面，每一光源对应一入光面设置，多个所述光学丝印依次排列在所述导光棒的侧壁，多个所述光学丝印之间的间距沿远离对应的光源的方向逐渐缩小，多个所述光学丝印之间的间距的变化遵循贝赛尔曲线规律。相较于现在技术，本实用新型的光学元件导光更均匀。

Description

光学元件

技术领域

本实用新型涉及光学领域，尤其涉及一种光学元件。

背景技术

传统的光学元件一般采用导光棒一端设置光源的方式，光源产生的光线射入导光棒后，光线在导光棒内以反射的方式在导光棒内部传输，在传输过程中，部分光线在反射的同时产生折射，折射后的光线射出所述导光棒形成照明光线。该类导光棒通常采用丙烯酸类树酯，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其中，导光均匀是导光棒品质的重要指标，但是现有的导光棒的导光均匀性不佳，不能满足客户越来越高的需求。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提供一种导光均匀的光学元件。

一种光学元件，包括导光棒、至少一光源及多个光学丝印，所述导光棒的至少一横截面形成为一入光面，每一光源对应一入光面设置，多个所述光学丝印依次排列在所述导光棒的侧壁，多个所述光学丝印之间的间距沿远离对应的光源的方向逐渐缩小，多个所述光学丝印之间的间距的变化遵循贝赛尔曲线规律。

优选地，所述导光棒的一端部的横截面形成为所述入光面，所述入光面对应设置有一个所述光源。

优选地，所述导光棒相对的二端部的横截面分别形成一所述入光面，每一所述入光面对应设置有一所述光源。

优选地，多个所述光学丝印包括两组，每一组光学丝印对应一所述光源，每一组光学丝印中的多个所述光学丝印之间的间距，沿远离与其对应光源的方向逐渐缩小。

优选地，每一所述入光面呈圆形、半圆形、扇形、方形、梯形、椭圆形或无规则形状中之任一形状。

优选地，每一所述光学丝印呈圆形、方形、三角形、椭圆形或棱形中之任一形状。

优选地，每一所述光学丝印具有相互垂直的一长轴及一短轴，所述长轴或所述短轴与所述导光棒的轴线相互平行。

优选地，多个所述光学丝印的排列方向与所述导光棒的轴线平行。

优选地，多个所述光学丝印所在的所述导光棒的侧壁所相对的侧壁为弧形面，且所述弧形面的圆心与其对应的所述光学丝印同侧。

优选地，多个所述光学丝印所在的所述导光棒的侧壁为平面或弧面结构。

由于本实用新型的导光棒上设置有多个光学丝印，且多个所述光学丝印的间距变化遵循贝赛尔曲线的规律，从而能够使光线能量均匀的从导光棒射出。

附图说明

图1为本实用新型第一实施方式的光学元件的平面俯视图。

图2为图1的光学元件的使用状态示意图。

图3为本实用新型第二实施方式的光学元件的平面俯视图。

图4为图3的光学元件的使用状态示意图。

图5中的图5a～5e为本实用新型变更实施方式的导光棒的横截面示意图。

图6中的图6a～6c、图7中的图7a～7d为光学丝印的结构变更实施方式的光学元件的平面俯视图。

图8中的图8a～8b为光学丝印的排列方式变更实施方式的光学元件的平面俯视图。

具体实施方式

现将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，而非旨在于限制本实用新型。

请首先参照图1，本实施方式的光学元件10可应用于汽车灯具、背光源、警示灯或日常照明设备等。本实用新型第一实施方式的所述光学元件10包括一导光棒100、一光源200 及多个光学丝印300，所述导光棒100的一端部的横截面形成为入光面101，所述光源200对应所述入光面101设置，多个所述光学丝印300依次排列在所述导光棒100的侧壁上，多个所述光学丝印300之间的间距沿远离光源200的方向逐渐缩小，多个所述光学丝印300之间的间距的变化遵循贝赛尔曲线规律。

请一并参照图2，具体地，所述导光棒100呈圆柱形，所述导光棒100包括所述入光面 101及一出光面102，所述导光棒100的其中一端部的横截面作为所述入光面101，每一所述光学丝印300呈长方形，且各个所述光学丝印300的形状大小一致。多个所述光学丝印300并行排布在所述导光棒100的侧壁的外表面，多个所述光学丝印300沿与所述导光棒100的轴线平行的方向排列。每一所述光学丝印300的长边与所述导光棒100的轴线相互平行，即所述光学丝印300的短边与所述导光棒100的轴线相互垂直。所述光学丝印 300的面积大小及单位面积内光学丝印300的数量可根据实际需要而设定，从而在保证均衡光能量出射的前提下，提高短尺寸的导光棒100的侧面出光能量最大化。

进一步的，多个所述光学丝印300所在的所述导光棒100的侧壁相对的侧壁定义为所述出光面102，也就是说，圆柱形的所述导光棒100上与多个所述光学丝印300相对的侧面为所述出光面102。所述光源200发出的光线射入所述导光棒100，到达多个所述光学丝印300，多个落在具有所述光学丝印300的表面上的光线将被散射至所述出光面102，并进一步自所述出光面102射出。光线在射到所述导光棒100的设有所述光学丝印300的面时，落在这个面上的所述光学丝印300表面上的光线将被散射。因为所述出光面102被做成一定半径的柱面，散射光线能量将被弧形柱面的所述出光面102聚集，光线射在所述出光面 102时，将形成长条的亮带效果。

所述光学丝印300为白色。所述导光棒100可根据需要选择具有适当透光率和折射率的材料。所述导光棒100的材料可以选自无机玻璃或有机玻璃，其中，有机玻璃可选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等中的任一一种。所述导光棒100是整体高透明度的。此外，所述导光棒100还可以选择具有柔性的材料。所述导光棒100为通过注塑模具或挤出模具成型的棒材。本实施方式中，所述导光棒100通过挤出模具采用挤出工艺一体成型。

请参照图3，本实用新型第二实施方式的光学元件10包括一导光棒100、二个光源200及多个光学丝印300，所述导光棒100相对的两端部的二个横截面分别形成为入光面101，每一所述光源200对应一个所述入光面101设置。其中，所述二光源200同时被点亮。多个所述光学丝印300依次排列在所述导光棒100的侧壁上，多个所述光学丝印300之间的间距沿远离光源200的方向逐渐缩小，多个所述光学丝印300之间的间距的变化遵循贝赛尔曲线规律。

请一并参照图4，具体地，所述导光棒100呈圆柱形，所述导光棒100包括二个所述入光面101及一出光面102。每一所述光学丝印300呈长方形，且各个所述光学丝印300的形状大小一致。多个所述光学丝印300并行排布在所述导光棒100的侧壁的外表面，多个所述光学丝印300沿与所述导光棒100的轴线平行的方向排列。所述光学丝印300的长边与所述导光棒100的轴线相互平行，即所述光学丝印300的短边与所述导光棒100的轴线相互垂直。所述光学丝印300的面积大小及单位面积内光学丝印300的数量可根据实际需要而设定，从而在保证均衡光能量出射的前提下，提高短尺寸的导光棒100的侧面出光能量最大化。

进一步的，多个所述光学丝印300所在的所述导光棒100的侧壁相对的侧壁定义为所述出光面102。所述光源200发出的光线射入所述导光棒100后，到达多个所述光学丝印300，落在具有多个所述光学丝印300的表面上的光线将被散射至所述出光面102，并进一步自所述出光面102射出。光线在射到所述导光棒100的具有所述光学丝印300的表面时，落在这个面上的光线将被散射。因为所述出光面102被做成一定半径的柱面，散射光线能量将被弧形柱面的所述出光面102聚集，光线射在所述出光面102时，将形成长条的亮带效果。

由于所述光学丝印300的存在，能够将射至其上的光线反射至出光面102，提高了光利用率。此外，针对距离光源200越远，在所述导光棒100内传输的光线强度递减的现象，本实施方式将多个所述光学丝印300的间距设置大小不一，即距发光源200越远，间隔就越小，反之则越大，因而控制了出光面102光线能量的分布，使光线能量均匀的从所述出光面102射出，能够实现导光均匀的效果。进一步地，多个所述光学丝印300的间距变化遵循贝赛尔曲线的规律，从而解决所述导光棒100内光能量非直线渐变的问题，如此，可以使非直线渐变的光能量在贝赛尔曲线排列多个所述光学丝印300光学反射时，到达所述出光面102的光能量更均匀。

所述光学丝印300为白色。所述导光棒100可根据需要选择具有适当透光率和折射率的材料。所述导光棒100的材料可以选自无机玻璃或有机玻璃，其中，有机玻璃可选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、高透明度聚碳酸酯(PC)、高透明度聚氯乙烯(PVC)、高透明度聚氨酯(PU)、高透明度甲基丙烯酸甲酯(MMA)、高透明度聚乙烯(PE)、高透明度聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等中的任一一种。所述导光棒100为通过注塑模具或挤出模具成型的棒材。本实施方式中，所述导光棒100通过挤出模具采用挤出工艺一体成型。

在其他变更实施方式中，所述导光棒100并不限定为圆柱形，而是还可以为其他均匀的长条结构。具体而言，如图5a～5e所示，所述导光棒100的横截面可为半圆形、扇形、圆形、方形、梯形、椭圆形和无规则形状中之任一形状。需要说明的是图5a～5e中均以所述导光棒100仅有一入光面101为例进行说明，可以理解，当所述导光棒100为两个入光面101的结构时，同样适用。所述导光棒100不管选择哪种结构，均需保证多个所述光学丝印300所在的所述导光棒100的侧壁所相对的侧壁，即所述光出面102为弧形面，且弧形面的所述出光面102的圆心与其对应的所述光学丝印300同侧，即所述出光面102为朝向远离多个所述光学丝印300的方向外凸。如此，弧形面的所述出光面102，才能将散射光线能量聚集，光线射在所述出光面102时，能够形成长条的亮带效果。与此同时，设置有多个所述光学丝印300所在的所述导光棒100的侧壁可为平面，当然也可以为如上述实施方式所述的弧形面。

此外，在可变更实施方式中，如图6a～6c及7a～7d，每一所述光学丝印300的结构并不限定为长方形，还可以为圆形、圆点、方形、方形点、圆形的面、正方形的面、环形的面、三角形、椭圆形的面或棱形的面。需要说明的是图6a～6c及7a～7d中均以所述导光棒 100仅有一个入光面101为例进行说明，可以理解，当所述导光棒100为两个入光面101 的结构时，同样适用。

进一步地，在可变更实施方式中，如图8a～8b，当所述光学丝印300具有长轴和短轴时，也可以为所述短轴与所述导光棒100的轴线相互平行，而不仅限于所述长轴与所述导光棒 100的轴线相互平行。此处，长轴是指所述光学丝印300相对的两侧的距离最长的轴，所述短轴是指所述光学丝印300相对的两侧的距离最短的轴，举例而言，当所述光学丝印300为椭圆结构时，所述长轴指椭圆结构的长轴，所述短轴指椭圆的短轴。

由于所述光学丝印300的存在，能够将射至其上的光线反射至出光面102，提高了光利用率。此外，针对距离光源200越远，在所述导光棒100内传输的光线强度递减的现象，本实施方式将多个所述光学丝印300的间距设置大小不一，距离发光源200越远，间隔就越小，反之则越大，因而控制了出光面102光线能量的分布，使光线能量均匀的从所述出光面102射出，能够实现导光均匀的效果。进一步地，多个所述光学丝印300的间距变化遵循贝赛尔曲线的规律，从而解决所述导光棒100内光能量非直线渐变的问题，如此，可以使非直线渐变的光能量在贝赛尔曲线排列所述多个丝印光学反射时，到达所述出光面102 的光能量更均匀。

以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照以上实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光学元件，包括导光棒及至少一光源，其特征在于，所述光学元件还包括多个光学丝印，所述导光棒的至少一横截面形成为一入光面，每一光源对应一入光面设置，多个所述光学丝印依次排列在所述导光棒的侧壁，多个所述光学丝印之间的间距沿远离对应的光源的方向逐渐缩小，多个所述光学丝印之间的间距的变化遵循贝赛尔曲线规律。

2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述导光棒的一端部的横截面形成为所述入光面，所述入光面对应设置有一个所述光源。

3.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述导光棒相对的二端部的横截面分别形成一所述入光面，每一所述入光面对应设置有一所述光源。

4.如权利要求3所述的光学元件，其特征在于，多个所述光学丝印包括两组，每一组光学丝印对应一所述光源，每一组光学丝印中的多个所述光学丝印之间的间距，沿远离与其对应光源的方向逐渐缩小。

5.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，每一所述入光面呈圆形、半圆形、扇形、方形、梯形、椭圆形中之任一形状。

6.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，每一所述光学丝印呈圆形、方形、三角形、椭圆形或棱形中之任一形状。

7.如权利要求6所述的光学元件，其特征在于，每一所述光学丝印具有相互垂直的一长轴及一短轴，所述长轴或所述短轴与所述导光棒的轴线相互平行。

8.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，多个所述光学丝印的排列方向与所述导光棒的轴线平行。

9.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，多个所述光学丝印所在的所述导光棒的侧壁所相对的侧壁为弧形面，且所述弧形面的圆心与其对应的所述光学丝印同侧。

10.如权利要求9所述光学元件，其特征在于，多个所述光学丝印所在的所述导光棒的侧壁为平面或弧面结构。